Rev-01_Procesamiento de Materiales
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7/25/2019 Rev-01_Procesamiento de Materiales
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Curso: Seleccin de Materiales
Seleccin de procesos: Procesos de conformado,de tratamiento superficial y de unin
II UNIDAD
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Conformado por fusin
PROCESOS DE MOLDEO
(en aleaciones metlicas)
Procesos de moldepermanente
6.2 Conformado por fusin
Procesos demolde desechable
Con modelosdesechables
Con modelospermanentes
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Conformado por fusin
PROCESOS DE MOLDEO
(en aleaciones metlicas)
6.2 Conformado por fusin
Procesos demolde desechable
Con modelospermanentes
Moldeo en arena Moldeo en cscara
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
Moldeo en arenaMolde de arena conaglomerantes
Modelos generalmente
de madera
Piezas de formas ytamaos variados
Uno de los mtodosms variado y verstil
Proceso lento. Consumemucha mano de obra
(molde por pieza)
Moldes permanentes
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
Moldeo en cscara
Molde de arena aglomerada con resina plstica termoestable
Moldes desechables
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Conformado por fusin
PROCESOS DE MOLDEO
(en aleaciones metlicas)
6.2 Conformado por fusin
Procesos de moldedesechable
Con modelosdesechables
Moldeo a la cera perdida
(investment casting)
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin Moldeo a la cera perdida
(investment casting)
Modelo de cera Bao de pasta refractaria
(Espumasplsticasd
e
poliestirenoexpandido)
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
Moldes metlicos (aceros o fundiciones) que pueden utilizarse
repetidas veces.
Coste importante cuando se trata de geometras importantes
Aleaciones con temperaturas de fusin superiores a 1.400C
necesitan el empleo de moldes realizados en material refractario.-
Moldes permanentes
Moldeo por gravedad Moldeo por presin adicional
Fundicin inyectada
(die casting)Fundicin a presin
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusinMoldes permanentes
Moldeo por gravedad
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
Moldes permanentes
Moldeo a presin
El tamao mximo de la pieza
que puede ser moldeada a
presin est limitado por la
fuerza de cierre de las dospartes del molde
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
Moldes permanentes Moldeo a presin Fundicin centrifugada
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
Colada continua
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Conformado por fusin
6.2 Conformado por fusin
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CONFORM DO POR DEFORM CIN PLSTIC
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MEC NIZ DO
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10.1 Procesos de mecanizado
Mecanizado
La herramienta
Es estacionaria
Distintos tipos y mquinas de mecanizado
GiraSe traslada
Taladrado(drilling)
Fresado(milling)
Torneado(turning)
Figura 10.1 Operaciones de mecanizado
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TR T MIENTOS TRMICOS
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11.2 Tratamientos trmicos fundamentales
Normalizado: tratamiento trmico final con el que se obtiene unamicroestructura de grano fino, que sin llegar a la excelencia del tratamientoanterior, permite, a un menor coste, obtener unas propiedades suficientes paramuchas aplicaciones.
Tratamientos trmicos
Temple y revenido: Tratamiento trmico doble cuya finalidad es lograr lamicroestructura ptima de utilizacin del material, ya que proporciona elmejor comportamiento mecnico del producto (combinacin de resistencia ytenacidad).
Recocido: El propsito principal de los tratamientos de recocido es ablandarla aleacin con objeto de mecanizarla o conformarla con mayor facil idad.
Hipertemple y maduracion: tratamiento trmico final con el que se consigueincrementar la resistencia mecnica de una aleacin mediante la precipitacincontrolada de algn compuesto intermetlico.
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11.2 Tratamientos trmicos fundamentales
Homogeneizacin: t ratamiento trmico con el que se consigue uniformizar la microestructura y propiedades de una pieza que presenta variaciones decomposicin qumica a lo largo de su seccin o entre sus diferentes partes(segregacin).
Tratamientos trmicos
Recristalizacin: tratamiento trmico que se realiza despus del conformadoen fro de una aleacin con el propsito de devolverle al material laspropiedades que tena antes de la deformacin (ablandarlo).
Relajacin de tensiones: permite la el iminacin de las tensiones residualesque pueden generar en el curso del conformado de cualquier producto.
Tratamientos superficiales: su final idad es endurecer superficialmente lapieza con objeto de mejorar su resistencia a la fatiga o al desgaste.Tratamientos de cementacin, nitruracin, temple superficial, granallado).
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12.0 Introduccin
Friccin, desgaste, oxidacin, corrosin propiedades superficiales
Material
convencional
Modificacinsuperficial Tratamientos superficiales alteran la
superficie de los productos con el fin de
mejorar su resistencia al desgaste, oxidacin
Tratamientos superficiales
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12.1 Modif icacin superficial (sin cambio de composicin)
Temple superficial
Fusin y resolidi ficacin microestructuras muy finas (ms duras),formacin de fases de no equilibrio e incluso fases vtreas.
Por induccin
Por lser
Por bombardeo
Tratamientos superficiales
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12.2 Modif icacin superficial (con cambio de composicin)
Al modificar la composicin qumica superficial
microestructuras y propiedades muy diferentes a las del material original
Los procesos termoqumicos consisten en la introduccin por
difusin de tomos apropiados (C en el caso de la carburacin, N en
la nitruracin, C y N en la carbonitruracin...)
Generalmente estos tratamientos se aplican en estado slido,
aunque tambin sera posible fundir localmente con lser la
superficie del producto y aadir al bao los aleantes precisos en
forma de polvos
Tratamientos superficiales
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12.2 Modif icacin superficial (con cambio de composicin)
Tratamientos superficiales
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12.2 Modif icacin superficial (con cambio de composicin)
IMPLANTACIN INICA
Profundidades 1m apenas se modif ican
dimensiones ni acabados superficiales
N+, N2+, C+, B+, Ti+, Al+
Tratamientos superficiales
Bombardeo con iones acelerados mediante
diferencia de potencial
Proceso muy verstil, aplicable sobre cualquier material
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12.3 Recubrimientos superficiales
Funcin de los recubrimientos
Tratamientos superficiales
1. Proteccin contra la corrosin
2. Mejorar el aspecto (textura) superficial del producto
3. Aumentar la resistencia al desgasto y/o reducir la friccin
4. Aumentar la conduct ividad o la resistencia elctr ica
5. Reconstruir superficies gastadas
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.1 Recubrimientos por inmersin o por va electroqumica
Tratamientos superficiales
ELECTRODEPOSICIN O RECUBRIMIENTO ELECTROQUMICO
El volumen de metal depositado es directamente proporcional a laintensidad de corriente circulante y al tiempo
Me Me+ + e-
Me+ + e- Me
Metales ms comunes:
Zn (sobre acero: galvanizado), Ni, Cr, Cu, Sn (sobre acero: hojalata)Au, Ag y Pt
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.1 Recubrimientos por inmersin o por va electroqumica
Tratamientos superficiales
ANODIZADO
Proceso electroltico de proteccin ambiental de lasaleaciones de Al y Mg, que consiste en la formacin de un
xido protector, que asla al producto del medio ambientey de este modo dif icul ta la corrosin poster ior del mismo
En este caso la pieza a recubrir constituye el nodo de la celda
(Me Me+ + e-)
Los cationes metlicos forman el correspondiente xido enpresencia de un medio oxidante
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.1 Recubrimientos por inmersin o por va electroqumica
Tratamientos superficiales
INMERSIN EN CALIENTE
Se sumerge la pieza en un bao fundido de un segundometal.
Al extraer la pieza, el segundo metal solidifica sobre lasuperficie del primero.
El tiempo de inmersin controla el espesor de la capa(40m
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.1 Recubrimientos porinmersin o por va
electroqumica
Tratamientos superficiales
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.1 Recubrimientos por inmersin o por va electroqumica
Tratamientos superficiales
ESMALTADOS
Recubrimientos cermicos vtreos (porcelanas) que seaplican sobre productos metlicos y cermicos(sanitarios...) con el propsito de mejorar su apariencia ydurabilidad.
Las piezas, una vez recubiertas deben ser secadas y
sinterizadas
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.2 Procesos de deposicin en fase vapor
Tratamientos superficiales
DEPOSICIN FSICA DE VAPOR (PVD)
1.Generacin de vapor2. Transporte del vapor hasta el sustrato (pieza a cubrir)
3. Condensacin del vapor sobre la superficie del sustrato(normalmente dentro de una cmara donde se ha realizado el vaco)
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.2 Procesos dedeposicin en fase vapor
Tratamientos superficiales
Gran variedad de recubrimientos y sustratos(metales, vidrio, plsticos, cermicas)
Efecto Joule
Velocidades de deposicin del orden de unas
pocas m por minuto
Deposicin Fsica deVapor (PVD)
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.2 Procesos de deposicin en fase vapor
Tratamientos superficiales
Recubrimientos de compuestos (Al2O3, TiC, Si3N4)
DEPOSICIN QUMICA DE VAPOR (CVD)
Surgen como consecuencia de la reaccin qumica entre
dos gases a alta temperatura
TiCl4
+ CH4
(1000C) TiC + 4 HCl
3 SiF4 + 4 NH3 (1000C) Si3N4 +12 HF
Ni(CO)4 (200C) Ni + 4CO
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.2 Procesos de deposicin en fase vapor
Tratamientos superficiales
DEPOSICIN QUMICA DE VAPOR (CVD)
Altas temperaturas Fuertes adherencias
Velocidades de deposicin del orden deentre 0,1 y 1 m por minuto
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.3 Proyeccin trmica
Tratamientos superficiales
Proyeccin trmica
Utilizan una fuente de calor (combustin de un gas,
arco elctrico, plasma...) para fundir el material delrevestimiento que se aporta en forma de alambre o de
polvo muy fino y las gotas fundidas se proyectan a
gran velocidad contra la superficie a recubrir con la
ayuda de un gas (normalmente aire)
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.3 Proyeccin trmica
Tratamientos superficiales
Las gotas chocan violentamente contra la superfic ie fra, solidif icanrapidsimamente en contacto con ella, consiguiendo una buena
adherencia
Mtodo muy verstil ya que es posible proyectar cualquier materialincluidos refractarios.
La adherencia lograda aumentar alhacerlo tanto la temperatura comola velocidad de las partculas en elmomento del impacto
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.3 Proyeccin trmica
Tratamientos superficiales
Oxidacin de las partculas durante el vuelo en contacto con elaire que las rodeael uso de gas inerte limita este problema
El inevitable atrape de aire se incorpora al recubrimiento porosidad
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12.3 Recubrimientos superficiales
12.3.3 Proyeccin trmica
Tratamientos superficiales
Recubrimientos gruesos
Deposicin de recargues(no es estrictamente un mtodo de recubrimiento por proyeccin trmica)
Tcnicas de soldeo
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TECNOLOG S DE UNIN
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13.1 Soldadura
Uniones por soldadura las ms empleadas en la industr ia actual
(aleaciones metlicas y materales plsticos termoplsticos)
Tecnologas de unin
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13.1 Soldadura
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo
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13.1 Soldadura
ELECTRODO
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo
SOLDEO POR ARCO ELCTRICO
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13.1 Soldadura
El electrodo se va bajando
(Metal de aporte)
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo13.1.1.1 Soldeo manual con arco elctr ico y electrodo revestido (SMAW)
Productos cermicos aglomerados
Procede de la fusin del
recubrimiento. Evita la oxidacin
Zona afectadatrmicamente
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13.1 Soldadura
MIG ( metal inert gas)MAG (metal active gas)
TIG (tungsten inert gas)
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo
ZAT
13.1.1.2 Soldeo semiautomtico (GMAW, GTAW)
MIG/MAG
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13.1 Soldadura
MIG ( metal inert gas)MAG (metal active gas)
TIG (tungsten inert gas)
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo
ZAT
13.1.1.2 Soldeo semiautomtico (GMAW, GTAW)
TIG
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13.1 Soldadura
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo
ZAT
13.1.1.3 Soldeo por arco sumergido (SAW)
SAW
SOLDADURA
AUTOMTICA
CONSUMIBLE
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13.1 Soldadura
Tecnologas de unin
13.1.1 Procedimientos de soldeo
13.1.1.3 Soldeo por arco sumergido (SAW)
SAW
SOLDADURA
AUTOMTICA